一种防电子磁吸式晶控探头

摘要

本发明涉及石英晶体膜厚控制器技术领域，提出了一种防电子磁吸式晶控探头，包括基座，晶振片卡座，设置在基座上，晶振片，设置在晶振片卡座上，磁源组件，设置在基座或晶振片卡座上，磁源组件用于在晶振片外侧产生磁场阻止电子落至晶振片上。通过上述技术方案，解决了现有技术中的晶控探头应用于磁控溅射设备稳定性差的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及石英晶体膜厚控制器技术领域，具体的，涉及一种防电子磁吸式晶控探头。

背景技术

石英晶体膜厚控制器(以下简称“晶控”)利用石英晶体的压电效应实时测量真空镀膜工艺中纳米量级薄膜的沉积速率和沉积厚度。安装在晶控探头中的石英晶振片和晶控振荡包内置的谐振电路构成石英晶体谐振电路，晶振探头安装在靠近待镀膜基片的位置，当进行薄膜沉积时，晶振片表面也会和待镀膜基片同步沉积薄膜，沉积的薄膜改变了晶振片的质量，并因此改变了谐振频率，根据谐振频率的变化，可以计算出沉积薄膜的质量，在已知薄膜材料密度的情况下，可以计算出沉积薄膜的厚度以及沉积速率。大部分控制器还有对薄膜沉积工艺控制的功能，比如：反馈控制沉积功率，使其稳定在设定的沉积速率，以及到达设定膜厚，给出信号，停止沉积的功能。

目前，一般晶控探头只用于蒸发设备，而很少应用于磁控溅射设备，最重要的一个原因是因为磁控溅射系统在工作时，在溅射阴极附件产生等离子体，等离子体中的电子受到施加到靶材上溅射电压(负电压)的作用，向基片方向运动，大量电子积聚在晶振片上或者附近，将导致晶振片上产生一个附加电场，从而导致晶控测量不准确甚至失效。而蒸发系统工作原理不一样，不产生等离子体，所以没有这个问题，行业内一直存在晶控探头不能应用于磁控溅射设备对基片沉积镀膜监测的技术偏见，业内一直希望能将晶控技术应用于磁控溅射设备，实时监控膜层厚度和沉积速率。

发明内容

本发明提出一种防电子磁吸式晶控探头，解决了现有技术中的晶控探头不能应用于磁控溅射设备中的问题。

本发明的技术方案如下：

包括：

基座，

晶振片卡座，设置在所述基座上，

晶振片，设置在所述晶振片卡座上，

磁源组件，设置在所述基座或所述晶振片卡座上，所述磁源组件用于在晶振片外侧产生磁场阻止电子落至所述晶振片上。

作为进一步的技术方案，所述磁源组件包括，

磁铁，设置在所述基座内，所述磁铁位于所述晶振片的一侧。

作为进一步的技术方案，

所述晶振片的两侧均设置有所述磁铁，所述晶振片一侧的所述磁铁的N极和另一侧的所述磁铁的S极朝向相同，所述晶振片两侧的所述磁铁共同形成磁场。

作为进一步的技术方案，

所述晶振片卡座拆卸设置在所述基座上，

所述基座上位于所述磁铁的一侧开设有插槽，

还包括，

导磁钢，设置在所述晶振片卡座上，所述导磁钢用于插入所述插槽内，所述导磁钢插入所述插槽内后，所述磁铁吸引住所述导磁钢且所述晶振片卡座设置在所述基座上。

作为进一步的技术方案，

所述基座上开设有圆形凹槽，

所述晶振片卡座为环形，且所述晶振片卡座上设置有环形凸沿，

所述环形凸沿用于插入所述圆形凹槽内。

作为进一步的技术方案，还包括，

电极，设置在所述基座上，

金属弹片，设置在所述基座上，且所述金属弹片位于所述圆形凹槽内，所述电极与所述金属弹片连接，

所述环形凸沿环内与所述晶振片卡座之间形成晶振片放置槽，所述晶振片放置在所述晶振片放置槽内，所述金属弹片用于压住所述晶振片。

作为进一步的技术方案，

所述晶振片卡座由导电金属制成，且所述晶振片卡座通过导线接地。

作为进一步的技术方案，

所述晶振片卡座为不锈钢材质。

作为进一步的技术方案，

所述基座内开设有冷却水道。

本发明的工作原理及有益效果为：

本发明中，晶振片通过晶振片卡座设置在基座上，在基座或者晶振片卡座上设置有磁源组件，磁源组件会产生磁场，磁源组件产生的磁场会经过晶振片的一侧，如图，在有运动的电子朝向晶振片的方向移动时，首先会经过磁源组件产生的磁场，运动的电子在磁场内受到洛伦兹力的作用，会发生偏移，从而电子基本上不会积聚到晶振片上或者晶振片附近，从而不会在晶振片上产生附加电场，因此对晶振片的影响就会很小，解决了电子在晶振片上积聚产生电场导致的晶控测量不准确甚至失效的问题。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明结构示意图；

图3为本发明磁场结构示意图；

图4为本发明真空镀膜装置结构示意图；

图中：1-基座，11-插槽，12-圆形凹槽，2-晶振片卡座，21-环形凸沿，22-晶振片放置槽，3-晶振片，4-磁源组件，41-磁铁，5-导磁钢，6-电极，7-金属弹片，8-冷却水道，91-探头，92-基片，93-等离子体，94-溅射阴极。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。

如图1-4所示，本发明提出一种防电子磁吸式晶控探头，包括：

基座1，

晶振片卡座2，设置在基座1上，

晶振片3，设置在晶振片卡座2上，

磁源组件4，设置在基座1或晶振片卡座2上，磁源组件4用于产生磁场阻止电子落至晶振片3上。

本实施例中，晶振片3通过晶振片卡座2设置在基座1上，在基座1或者晶振片卡座2上设置有磁源组件4，磁源组件4会产生磁场，磁源组件4产生的磁场会经过晶振片3的一侧，如图3，在有运动的电子朝向晶振片3的方向移动时，首先会经过磁源组件4产生的磁场，运动的电子在磁场内受到洛伦兹力的作用，会发生偏移，从而电子基本上不会积聚到晶振片3上或者晶振片3附近，从而不会在晶振片3上产生附加电场，因此对晶振片3的影响就会很小，解决了电子在晶振片3上积聚产生电场导致的晶控测量不准确甚至失效的问题。

进一步，磁源组件4包括，

磁铁41，设置在基座1内，磁铁41位于晶振片3的一侧。

本实施例中，基座1内设置磁铁41，磁铁41位于晶振片3旁，磁铁41本身会产生磁场。

进一步，晶振片3的两侧均设置有磁铁41，晶振片3一侧的磁铁41的N极和另一侧的磁铁41的S极朝向相同，晶振片3两侧的磁铁41共同形成磁场。

本实施例中，磁铁41为条形磁铁，晶振片3其中一侧的磁铁41的N极与另一侧的磁铁41的S极朝向相同，晶振片3两侧的磁铁41磁场的磁感线如图3所示，由其中一侧的磁铁41的N极到另一侧磁铁41的S极，晶振片3位于两侧的磁铁41之间，电子想要到达晶振片3就要穿过两侧的磁铁41形成的磁场。

进一步，晶振片卡座2拆卸设置在基座1上，

基座1上位于磁铁41的一侧开设有插槽11，

还包括，

导磁钢5，设置在晶振片卡座2上，导磁钢5用于插入插槽11内，导磁钢5插入插槽11内后，磁铁41吸引住导磁钢5且晶振片卡座2设置在基座1上。

本实施例中，晶振片卡座2上固定设置有导磁钢5，在将导磁钢5插入到插槽11内后，磁铁吸引住导磁钢5，即实现了晶振片卡座2在基座1上的安装，晶振片卡座2的拆装十分方便，晶振片3设置在晶振片卡座2上，并且晶振片3本身是消耗品，需要常常更换，大大提高了拆装更换晶振片3的效率，并且导磁钢5同时可以作为磁铁41磁性延伸的载体，更加容易将两侧的磁铁41形成组合磁场。

进一步，基座1上开设有圆形凹槽12，

晶振片卡座2为环形，且晶振片卡座2上设置有环形凸沿21，

环形凸沿21用于插入圆形凹槽12内。

本实施例中，晶振片卡座2上的环形凸沿21用来插入圆形凹槽12内，实现了基座1上对于晶振片卡座2位置的限制，提高了使用的稳定性，避免出现晶振片卡座2在基座1上发生相对移动，晶振片卡座2的安装更加牢固。

进一步，电极6，设置在基座1上，

金属弹片7，设置在基座1上，且金属弹片7位于圆形凹槽12内，电极6与金属弹片7连接，

环形凸沿21环内与晶振片卡座2之间形成晶振片放置槽22，晶振片3放置在晶振片放置槽22内，金属弹片7用于压住晶振片3。

本实施例中，在晶振片3放置在晶振片卡座2上的晶振片放置槽22内后，然后通过将环形凸沿21对准圆形凹槽12，然后将导磁钢5插入插槽11内，磁铁41吸引住导磁钢5，完成了晶振片卡座2的安装，此时金属弹片7压住晶振片3并与晶振片3上的触点连接，金属弹片7与电极6连接，电信号可以在电极6和晶振片3之间传导。

进一步，晶振片卡座2由导电金属制成，且晶振片卡座2接地。

本实施例中，电子偏移到达晶振片卡座2上后积聚形成电场，由于晶振片卡座2接地，因此电子不会积聚，避免产生电场。

进一步，晶振片卡座2为不锈钢材质。

本实施例中，晶振片卡座2采用不锈钢材质，一方面满足导电的需求，另一方面不易生锈不易变形，满足经常拆卸的需要。

进一步，基座1内开设有冷却水道8。

本实施例中，因为晶振频率对晶振片3温度敏感，冷却水道8的设置，通过向冷却水道8中通冷却水，可以维持基座1的整体温度，降低温度变化对于晶振片3的影响。

本发明两个优点：第一个是在晶振片3表面形成磁场，使得向晶振片3运动的电子发生偏转，从而避免电子在晶振片3表面或者附近积聚，形成附加电场，进而影响晶振片3谐振电路工作。第二个是相比传统晶振探头设备，新的设计晶振片3装卸非常方便，而且无需专用工具，直接放到晶振片放置槽22内即可，传统的晶振探头需要使用特殊结构将晶振片卡住，拆卸不方便。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。